科學新知： 化學能源及金屬肌肉

【大紀元記者李豪編譯報導】性能良好的人工智慧機器人、微型飛行器、義肢都應該能夠長時間運行而無需經常充電或添加燃料，為此，持久、有效的能源系統的開發就非常關鍵。

傳統的方法是供應電能給馬達、液壓系統或壓電促動器等動力產生器，使其將電能轉換成機械能。但是如果一個行動能力極強的機器人，因為電源問題而被電線綁住手腳的話，那真是太沒有效率了。

好在上天給了我們最佳的選擇，那就是以化學能驅動肌肉這一人體致動器。科學家們是否可以從中得到啟示呢？據《新科學家》(Newscientist)網站報導，美國德州大學(University of Texas)奈米研究所(NanoTech Institute)的物理學家瑞‧鮑曼(Ray Baughman)表示，最理想的解決有效能源的辦法是利用人工肌肉，它可以直接且有效的把化學能轉換為機械能。其原理是透過化學材料產生熱能，金屬受熱之後，以變形的方式產生機械能。這種加熱方法比用電能加熱便宜得多。

鮑曼使用一種具「形狀記憶」的鎳鈦合金製成一個裝置，金屬表面覆蓋以鉑催化劑，並放在一裝置內，使其外面沾上甲醇。再將其暴露於空氣中讓甲醇氧化，這個動作可使合金受熱，並往預先設定的方向彎曲。停止供應甲醇後，合金又會降溫、恢復原形。該裝置利用的是鉑受熱形變、降溫後回復原來狀態的特性。

鮑曼指出，這種「奈米肌肉」產生的應力是正常人肌肉的500倍，擁有大幅改進的餘地，將來會更上一層樓。◇